軋制油系統是不銹鋼冷軋軋機的一個重要工藝
潤滑系統，在軋制時帶鋼會產生大量的熱，需要大量
的軋制油噴灑到軋制中的帶鋼表面，清洗帶鋼 ，降低
帶鋼和軋輥的溫度 ，同時在帶鋼表面形成油膜 ，對軋
制區域進行潤滑，提供帶鋼軋制需求的足夠軋制力。
帶著大量熱量和污物的軋制油 回到軋制油系統 ，這部
分軋制油必須經冷卻和過濾方可再用完成工藝潤滑，
因此軋制油系統的運行優劣直接影響到軋機的生產
能力，影響到軋制后帶鋼的表面質量。

目前用于冷軋不銹鋼板卷的多輥軋機都采用具
有自動反沖洗功能的濾油機對軋制油進行過濾(也
稱 Su PA M IC 過濾系統 )，酒鋼不銹鋼冷軋的 2 臺四立
柱 20 輥軋機采用 的就是 sU PA M IC 過濾 系統 ，它具有
過濾精度高、流量大、使用成本低等優點。影響過濾系
統運行 的關鍵 因素有軋制油的選擇 、濾芯選擇 、系統
流量設定、自動反沖洗系統設計等。該系統共有 3 個
主過濾罐，每個容積約為 17 m 。，內置 5 層平臺的濾芯
架 ，3 個罐內共計 12390 個 SuPA M IC 濾芯，過濾能力
1100O L／m in ，過濾精度達到 2 m ，其 中濾芯是該 系統
中*關鍵的部件 ，本文結合酒鋼四立柱 2O 輥軋機軋
制油過濾系統針對流量設計對過濾器濾芯壽命 的影
響進行分析。

2 軋制油過濾 系統的工作原理及濾芯結構
2．1 軋制 油過濾 系統的工作原理(圖 1)
軋制油過濾系統分為兩部分 ：過濾 系統和反 沖洗
系統。
空氣

圖 1 軋制油過濾系統工作原理
1) 過濾過程簡述
完成冷卻和潤滑工藝的軋制油通過軋機牌坊下
的積油盤流回臟油箱，臟油被泵送到一次過濾系統的
主過濾罐，臟油通過濾芯的過濾層到達過濾罐的干凈
側，經過過濾的凈油泵送回干凈油箱。在此過程中，臟
物附在濾芯外表面和進入濾芯的濾層 ，此臟物通過反
沖洗被排掉。
2)反沖洗過程簡述
為了保證主過濾罐內濾 芯工作 的正常和濾芯的
壽命 ，系統每隔一定時間必須對主過濾罐內的濾芯進
行一次反沖洗 ，反沖洗前該罐先停止過濾，反沖洗即
沿軋制油過濾的反向由壓縮空氣對濾芯進行吹掃，附
在濾芯外表面和進人濾芯濾層的臟物將被壓縮空氣
吹離濾芯。被吹掉的臟物連同噴淋沖洗的臟油由泵送
到二次過濾系統 ，在二次過濾 系統 中 ，被過濾掉的臟
物將被排掉 ，可再利用的殘油送 回到臟油箱。

2．2 濾芯的結構及原理
圖 2 是濾芯的外觀及斷面尺寸 ，外徑 55 m m ，長
400 mm (是 目前標準的設計)。軋制油過濾系統工作時臟油依靠抽吸力從濾材外部(B 、c )方向進入，經過濾
材過濾后的干凈油從 A 管內被泵抽出。軋制油中90％
的金屬顆粒和非金屬顆粒被阻在過濾層的外表面 ，少
量的小金屬顆粒和非金屬顆粒從濾材的外部向內深
入，反沖洗時濾芯外表面顆粒全部被清除，濾材內部
韻 大部分小顆粒被吹出 ，濾材 內部會殘留很小量的顆
粒。隨著系統運行時間的增加，濾材內部殘留小顆粒
的量會成比例增加，當濾材內部殘留小顆粒的量累積
到一定量時 ，濾芯 的進出 口壓差就很 高 ，濾芯的通 過
流量下降，當進出壓差達到 O．03 M Pa且經過反沖洗壓
差無改變時，濾芯必須全部更換。

3 影響濾芯壽命的因素分析
軋制油的溫度、軋制油中金屬顆粒和非金屬顆粒
的量 、顆粒的大小 、臟油經過過濾層的流速大小 、濾
材 、濾芯出油管的材質等都將影響軋制油和濾芯的壽
命。軋制油的溫度、軋制油中的金屬顆粒和非金屬顆
粒的量 、顆粒的大小與軋制油系統的油品特性、生產
工藝、軋制的鋼種等因素有關 ，在實際生產中影響濾
芯壽命的因素很多，而軋制油經過過濾層的流速是影
響濾芯壽命主要因素。
3．1 軋制油在過濾層 內流動的動力分析
根據計算，過濾層的外表面積為 69000 mm z，出油
管上的出油孔總面積約為 2l00 m m ，臟油從過濾層的
外表流到內層是一個加速過程。單個濾芯的軋制油流
量與流速、加速度等關系見表 1(以 55 ×400 濾芯為
標準所計算的參數)。
表 1 單個濾芯流量與流速的關系
單位體 外層 內層 平均 通過 加速
積 流量 流 速 流速 速度 時 間 度
L ／m in m m ／s m m ／s m m ，s S m m ，ss
4 ．17 O ．2 6 8．7 3 4 ．5 3 ．89 2 ．18
3 ．8O 0 ．24 7 ．9 4 4 ．O 9 4 ．2 8 1．8
2 ．7 3 0 ．17 5 ．7 1 2 ．9 4 5 ．9 5 0 ．9 3
1．9O 0 ．12 3 ．9 7 2 ．O 5 8 ．54 0 ．4 5
表 1 中：單位體積流量為每分鐘通過單位體積過
濾層的流量 ；外層流速為臟油剛接近濾芯表層時的流
速；內層流速為竄過過濾層后的流速；通過時間為軋
制油竄過過濾層所需要的時間。
根據力學原理，在過濾過程中，軋制油在過濾層
內流動的動力為 ：

式中 nr一 軋制油及金屬粉末的質量
a — — 軋制油及金屬粉末在濾芯中的前進加速度
參照表 1，當單個濾芯的流量為 3．80 U m in，軋制
油中金屬粉末在過濾層的流動動力為 1．8 m 。當單個
濾芯的流量為 1．90 IJ／m in 時，油中金屬粉末在過濾層
的流動動力為 0．45 m 。

3．2 軋制油進入過濾層時的初始沖擊力分析
眾所周知，一定質量的物體其運動的動量與速度
成正比。同樣的當運動中的物體遇到阻擋物時，其速
度越高，對阻擋物的沖擊能力就越大。符合如下函數
關系 ：
s= ／(瑪x) (2)
式 中 卜 外層流速 (軋制油對濾芯表層的初始撞
擊速度 )
— —
形狀因子
從表 l 中可知，當單根濾芯流量為 3．80 U m in 時 ，
軋制油進入過濾層的初始速度是 0．24 m ln／s；如將流量
降到．1．90 u min，軋制油進入過慮層的初始速度是
0．12 mm ，s。相應地軋制油對濾芯表面的沖擊能力分別
為 0．24 _ 廠(m ， )和 0．12廠(m ， )。
根據物理計算及分析可知，如軋制油通過濾芯的
流量每增加 1 倍 ，軋制油中金屬粉末在過濾層 內的加
速度會增加 2 倍，金屬粉末在過濾層內的流動力也增
加 2 倍 。還有金屬粉末在接近濾芯表面時對過濾層的
初始沖擊能力增加 l 倍 。所以可 以得 出一個結論 ，當
被過濾物 中雜物的數量 、顆粒大小及質量相近的情況
下，單位面積過濾流量越大，其濾芯的壽命就越短。

4 流量試驗
圖3 為在國內其他不銹鋼廠同等軋制油過濾系
統的運行測試數據，該 suPAM Ic 過濾系統 l#、2# 罐
的流量設定均為 3600 in (單 位體積流量為 3．31
L，min)，3# 罐流量設定為 2800 I lin(單位體積流量為
2．58 IJ，m in )。